河北一家冷轧酸洗厂,去年入秋接了批汽车冲压件的活儿。带钢出线的时候银亮亮的,质检过了,货发出去第七天,客户来电话说开卷有锈,顺着轧制方向一条条淡黄色,涂装线上冲出来的件局部还起了泡。
厂里第一反应是酸洗没洗透。把酸槽的盐酸浓度、温度、铁离子浓度挨个查了一遍,全在工艺卡范围内。又试着把酸洗时间往上加了半分钟,锈照返。
后来请了外面的师傅来看。人家没进酸洗段,先在漂洗段站了一会儿,舀了杯末级漂洗水,又蹲下去看酸槽出口那道挤干辊。两处看完,问题就清楚了:末级漂洗水一直用的厂里工业水,氯离子高;酸槽出口的挤干辊有个角磨平了,压力也不均。
这两件事都不在工艺卡上,平时也确实没人管。
带钢从酸槽里出来,表面挂着一层液膜,里面是没反应完的酸和反应生成的盐。盐酸酸洗生成的是氯化亚铁,这东西有个特点,特别容易吸水。
吸了潮就水解,水解又放出盐酸。放出来的盐酸再咬一次钢的表面,接着又生成氯化亚铁。这个循环只要环境湿度够就转得起来,放两天就能看见锈,梅雨天更快。所以线上的返锈,很大一部分不是酸洗没洗到,是酸洗之后没冲干净。
氯离子的麻烦还不止返锈。带钢表面残留的氯带进退火炉,高温下会和炉内气氛反应生成氯化氢,腐蚀炉辊,也会啃板面。做涂装的更直接,氯残在板面上,磷化膜长不匀,涂层附着力就掉,起泡脱漆都是从这儿来的。
漂洗段的道理不复杂,拿干净的水把带钢表面的残液置换掉。做得好不好,就看两个数:末级漂洗水的电导率和氯离子。
现在多数连续酸洗线用的是串级逆流漂洗,三到五级。新水从最后一级进,从第一级溢流出去,每一级的水都比前一级干净。这么排是为了让带钢最后碰到的是最干净的水,顺序反了就白干。
末级漂洗水的电导率,多数机组压在五十微西门子每厘米以内,要求高的做到二十以内;氯离子一般控制在二十到三十毫克每升。这两个数超了红线,带钢出去就带着氯,后面做什么都救不回来。漂洗水温通常在五十到八十度,温度高一点残液置换得快,末段用热水洗的机组,带钢出漂洗段时表面已经热了,残留水膜薄,烘干也省力。
现场最容易失守的是水源。脱盐水系统跑冒滴漏、产水量不够,操作工图省事就切到工业水或者回用水。工业水的氯离子比脱盐水高一个量级,后面的串级漂洗再用心也追不回来。另一处是补水量,不少机组的新水阀常年开着不动。可带钢规格一变、速度一变,带进漂洗段的酸量就变了,固定的水量要么不够要么浪费。补水量不够的时候,酸在几级水里越积越浓,最后一级本该最干净,实测下来和第一级差不多。
酸槽出口的挤干辊,作用是尽量少地把酸液带进漂洗段。它挤得干,进漂洗段的只是微量残液;挤不干,带钢表面挂着一层酸液被直接拖过去,等于把浓酸倒进漂洗槽。这时候漂洗段再加大水量也追不上,还会把整条漂洗线的水平衡打乱。
挤干辊的毛病多是压力不均或者辊面磨损。中间压实了两边还漏,或者辊面磨成凹形,边部根本压不上。表现在带钢上,就是漂洗之后两边各留一条水带,烘干后变成两条锈线,中间倒是干净的。这种锈的形状很好认,看到两条对称的边线,不用往酸洗段查了。
压力也不是越大越好。压得太紧,挤干效果不见得提升,反倒在带钢上压出辊印,涂装盖不住。辊面是橡胶包胶的,用久了会硬化、掉块、起沟,这些都得靠换辊解决,调压力没用。换辊周期按吨位或者运行时间来定,别等到肉眼看出凹了才换。
带钢表面剩一层水膜,外吹不干就卷起来,水膜夹在层间,卷心那股湿气散不掉,几天后开卷就是一圈一圈的层间锈。判断不难,看带钢出干燥段的表面温度,一般烘到六十度以上,水膜自己就蒸发了。温度上不去,先查蒸汽压力、风刀角度和风量,别急着加防锈油。
顺轧制方向的通长条纹,多半是某一级漂洗水不干净,或者喷管堵了、流量偏了。两边对称的锈线、中间干净,查酸槽出口挤干辊的压力和辊面。满板均匀发暗发灰,看末级漂洗水的电导率和水源。一圈一圈的层间锈,问题在干燥和卷取温度。零星指纹状锈点,多数是后道工序带进去的,手套、吊具、雨水都算。
把形状和位置对上,能省掉大半个班去酸洗槽里翻参数。
末级漂洗水的电导率和氯离子,一个班测一次,有条件上在线仪表。酸槽出口挤干辊的压力和辊面状态,接班时看一眼。漂洗水温度,跟电导率一起记。串级补水量,按吨钢耗水折算,速度变规格变的时候跟着调。出干燥段的带钢表面温度,直接反映烘干效果。
这五个数里,前三个在操作室就能看,后两个得去现场。麻烦归麻烦,比返锈以后整车退货便宜得多。
第一,返锈就加防锈油。防锈油涂在残酸上面,锈照样返,还把客户涂装线的脱脂负担加重了。该做的是把氯冲掉,不是盖住。
第二,漂洗不干净就延长酸洗时间。方向反了,酸泡得越久,带出的残酸越多,漂洗段的压力越大。酸洗时间该由氧化铁皮除净程度来定,不是拿来补漂洗的窟窿。
第三,工业水顶脱盐水,觉得浓度低一点没关系。氯离子差一个量级,这个便宜占不得。脱盐水不够就修系统或者限产,别在最后一道工序省水。
第四,挤干辊压到最紧。辊印就是这么压出来的,而且橡胶辊会加速老化,换得更勤。压力和辊面状态要一起看。
第五,只在酸洗槽里找原因。酸洗段的参数固然重要,可带钢出去以后那半段同样决定成品的表面质量。返锈、起泡这类问题,先看漂洗和挤干,再回头看酸洗。
酸洗后带钢返锈,第一时间该查哪里?
先看漂洗段,不要一头扎进酸洗槽。顺序是末级漂洗水的电导率和氯离子、酸槽出口挤干辊的辊面和压力、漂洗水温度,最后才是酸洗段的浓度、温度和时间。返锈的机理是残酸残盐吸潮水解,源头在带钢出线时表面还挂着氯,酸槽浓度正常并不代表洗得干净。
末级漂洗水用什么水?电导率和氯离子控制到多少合适?
用脱盐水或者除盐水,不能用工业水、回用水顶上。末级漂洗水的电导率多数机组压在五十微西门子每厘米以内,做汽车板、家电板的产线做到二十以内;氯离子一般控制在二十到三十毫克每升。这两个指标要纳入班检,有条件上在线电导率仪表,比事后查锈便宜太多。
挤干辊压力控制在多少?多久换一次?
没有通用数值,按辊子直径、包胶硬度和带钢厚度现场试出来,判断标准是出辊后带钢表面看不到连续水膜,又不出现辊印。压力大了反而出辊印、加速包胶老化,所以宁可分段微调也不能一把拧到底。换辊周期按运行吨位或者运行时间定,包胶出现硬化、掉块、起沟、明显凹形就得换,不能等到肉眼看出不圆。
酸洗板冲压件涂装起泡,和酸洗残留有关系吗?
关系很大。板面残留的氯离子会干扰磷化反应,磷化膜结晶粗大、覆盖不全,涂层附着力下降,湿度一上来就在界面处起泡。这种问题往往在冲压厂和涂装厂才暴露,酸洗厂自己看不出来,所以更要在末级漂洗水和挤干上留好记录,出问题时才能对得上批次。
残留的氯离子对退火有什么影响?
带钢表面带着氯进罩式炉或者连续退火炉,高温下氯和炉内气氛里的氢、水汽反应生成氯化氢,会腐蚀炉辊和炉内耐材,也会在板面上留下点状、条状的缺陷。罩式炉里这种腐蚀还会污染整炉钢卷,损失比单卷大得多。所以退火料对酸洗后残氯的要求,通常比普通商品卷更严。
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